一. 如何找到一个垃圾？
1) 引用计数算法：给对象添加一个引用计数器，有一次引用，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1。很多流程的编程语言例如Python都使用这种方法管理内存，但是主流的Java虚拟机没有选用它，主要原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。
2) 根可达性分析算法：因为引用计数算法无法解决对象之间相互循环引用的问题，继而引出了这个算法。思想是以GC Roots作为起始点开始向下搜索，所走过的路径成为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链时，则这个对象是不可用的，就是垃圾。如图所示：
二. 找到一个垃圾后，如何清除它？
1) Mark-Sweep(标记清除)：先标记出可回收的对象，然后清除。如下黑色部分为可回收对象，灰色部分为存活对象，绿色部分为未使用对象。
它的主要不足有两个：
1. 标记和清除两个过程的效率都不高
2. 另一个是空间的问题，标记清除之后产生了大量不连续的内存碎片，碎片会导致以后需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存，继而提前触发另一次垃圾收集动作。
2) Copying(拷贝)：将内存划分为两块，将存活对象全部copy到下面的区域，然后把上面的全部清除。
新生代中的Survivor1和Survivor2就是这样的。
缺点：浪费内存
3) Mark-Compact(标记压缩或者标记整理)：既不想碎片化，又不想浪费内存，就先将回收的对象标记起来，然后一边回收，一边把存活对象向一端移动。
缺点：效率偏低
三. 内存分配和回收的过程是什么样子的
内存分配与回收策略如下图：
名词解释：
YGC ==Young GC == Minor GC 新生代回收
Major GC 老年代回收
Full GC 新生代和老年代一块回收
图示解释：
1) new出一个对象，首先尝试在栈上分配，如果能直接分配下，就在栈上分配。对象在栈里一旦pop，对象就没了。(栈上分配好处：不需要GC介入，对象用完就可以消失，但是栈的空间非常小)
2) 如果栈上分配不下，并且对象比较大，会直接进入老年代，经历Major GC/Full GC的回收，然后消亡。
3) 如果对象不够大，先在线程本地分配 (TLAB: Thread Local Allocation Buffer)，如果TLAB满了，直接进入Eden，不管进不进入TLAB，最终都会进入Eden区域，进入Eden区域会竞争资源，出现线程同步，特别消耗资源，因此Hotspot做了优化，Eden区域为每个线程都分配了一小块区域，这样就不会每个线程都去抢夺资源。
4) 在Eden区域，对象如果能被GC清除，直接就消亡了
5) 在Eden区域，如果回收不掉，进入Survivor1区域，然后再次回收，年龄加1，如果年龄到了(CMS默认是6岁，其他默认都是15岁)，然后进入老年代，如果年龄没到，进入Survivor2区域，然后再次回收，循环往复，Survivor1和Survivor2还会来回替换（因为有个copy垃圾回收算法），直到进入老年代。
四. 垃圾收集器(10种)
前面六个是分代模型，后面四个是不分代模型。
1. 垃圾收集器的发展路线，是随着内存越来越大的过程而演进的。
从分代算法演化到不分代算法
Serial算法 几十兆
Parallel算法 几个G
CMS 几十个G 承上启下，开始并发回收
-三色标记-
2. JDK诞生，Serial追随 提高效率，诞生了PS，为了配合CMS，诞生了PN，CMS是1.4版本后期引入，CMS是里程碑式的GC，它开启了并发回收的过程，但是CMS毛病较多，并发垃圾回收的原因是因为无法忍受Serial回收的STW。
3. Serial 收集器 年轻代 串行回收
特点：在回收垃圾时，必须暂停其他所有的工作线程，知道它收集结束
4. PS 年轻代 并行回收
5. ParNew 年轻代 配合CMS的并行回收，它和Parallel Scavenge一样，区别就是它配合CMS使用。
6. Serial Old 收集器
7. Parallel Old
8. CMS 全称 ConcurrentMarkSweep 老年代 并发的，垃圾回收和应用程序同时进行，降低STW的时间(200ms)，CMS问题很多，所以没有一个版本默认是CMS，只能手动设定。CMS既然是MarkSweep，就一定会有碎片化的问题，碎片达到一定的程度，CMS老年代分配对象分配不下的时候，使用Serial Old进行老年代回收。(面试重灾区)
主要有四个过程：
初始标记、并发标记、重新标记、并发清理
CMS的缺点是：产生了浮动垃圾，并且使用Serial Old来清理整个老年代，这是CMS设计的缺陷；但是如果CMS做好调优，支持的内存要比Parallel Old大的多。
想象一下：
PS + PO -> 加内存 换垃圾回收器 -> PN + CMS + Serial Old (几个小时-几天的STW) ,几十个G 的内存，单线程的回收 -> G1 + Full GC 几十个G -> 上T内存的服务器 ZGC
CMS并发标记采用的是: 三色标记法 + Incremental Update
9. G1 垃圾回收器 （200ms - 10 ms）
算法：三色标记 + SATB
由于越来越多的内存需要回收，必然会产生STW，所以G1应运而生。
逻辑分代，物理不分代。
10. ZGC (10ms - 1ms ) PK C++
算法：ColoredPointers + LoadBarrier
11. Shenandoah
算法：ColorPointers + WriteBarrier
CMS中新生代的默认年龄是6，PS/PO中新生代的默认年龄是15，进入老年代，可以通过参数：-XX：MaxTenuringThreshold配置
jdk1.0自带的Serial和Serial Old，现在用的最多的是Parallel Scavenge和Parallel Old，调优用的是ParNew和CMS，jdk1.8用G1也没有问题
上图：前面六种，一般都是新生代和老年代配合使用。ParNew和CMS，Serial和Serial Old，Parallel Scavenge和Parallel Old。
jdk1.8默认是Parallel Scavenge和Parallel Old，不管是单线程Serial还是并行Parallel，只要人多，都会出现问题，所以就有了承前启后的ParNew和CMS。